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一、光伏水泵概述
光伏水泵系統也叫做光伏揚水系統，由光伏太陽能板、光伏專用變頻器、水泵、儲水裝置等組成。原理是利用半導體吸收太陽日照輻射能量，并將其轉化為直流電，再經過光伏變頻器逆變為交流電，驅動水泵揚水。
世界上一些干旱和半干旱地區，人居分散、交通不便，電力供應不足，提水困難，這些問題成為制約這些地區發展的主要因素。典型的有我國西北地區的新疆、青海。新疆太陽能資源十分豐富，全年日照時數為2550小時~3500小時，日照百分率為60%~80%，年輻射總量達5430MJ/m2~6670MJ/m2,年輻射照度總量比我國同緯度地區高10%~15%，比長江中下游地區高15%~25%；居全國第二位，僅次于青藏高原。新疆全年日照大于6小時的天數為250~325天，日照氣溫高于10°C的天數普遍在150天以上。但新疆又是沙漠化最嚴重的地區，特別是南疆地區，仍有部分地區缺水嚴重，且這些地區地處偏遠，沒有商業電力引入。因此，新疆利用豐富的太陽能發電來抽取地下水，以滿足居民生活需要、進行防沙綠化就顯得尤為必要。
光伏水泵系統不需要電網支持，有效地解決了這些問題。只要有充足的光照和水源，就能以太陽能為動力進行提水，隨時可以安裝使用，縮短了建設周期。光伏揚水系統獨立運行，無需人工值守，無需投入高成本的蓄電池儲能裝置，解決了無電地區和干旱地區提水動力問題。
 
光伏水泵系統特點：
清潔能源：太陽能作為動力驅動，對環境零污染；
經濟實惠：無需鋪設供電線路，大大地降低系統建設費用;
安全可靠：全自動運行，無須人工值守，以蓄水替代蓄電，直接驅動水泵揚水，避免大面積敷設電纜帶來的安全隱患，可靠性高，大幅降低系統的建設和維護成本。
智能調節：根據日照強度的變化調節水泵轉速，使輸出功率接近太陽電池陣列的最大功率；當日照很充足時，保證水泵的轉速不超過額定轉速；當日照不足時，根據設定的條件，自動停止或者切換到市電運行，保證系統持續經濟運行。
應用廣泛：水泵由三相交流電機驅動，從深井中抽水，注入蓄水箱/池，或直接接入灌溉系統。根據實際系統需求和安裝條件，可采用不同類型的水泵進行工作。并可以根據地區、客戶不同需求提供經濟有效的解決方案。
 
光伏水泵系統示意圖
二、光伏水泵對變頻器要求
1、具有MPPT算法，根據日照強度的變化調節水泵轉速，使輸出功率接近太陽電池陣列的最大功率。由于光伏陣列輸出特性的非線性，其輸出受光照強度、環境溫度和負載情況影響，在一定的光照強度和環境溫度下，光伏陣列可以工作在不同的輸出電壓，但是只有在某一輸出電壓值時，光伏電池的輸出功率才能達到最大值。因此在太陽能光伏水泵系統中，要提高系統效率，必須實時檢測光伏陣列的輸出功率并調整光伏電池的工作點，使之始終工作在最大功率點附近，滿足在不同太陽光照條件下，使太陽能盡量多的轉化為電能，使水泵能高效和穩定的工作。因此，最大功率點追蹤（MPPT）是光伏水泵變頻器的核心功能。
2、具有干燒檢測功能，自動保護水泵。水泵的工作環境是在水中，水泵電機是靠水的介質進行散熱，嚴禁在斷水下運行，但水泵的水位是根據供水量的多少和水源的變化有很大的不同，若出現水泵斷水就會燒毀水泵電機，影響系統的可靠性。
3、能根據光照強度變化，自動睡眠喚醒。為滿足系統自動工作的要求，系統應具備自診斷和自動投入運行的功能，控制系統在水泵工作前首先進行自檢測和預判斷，符合條件后啟動光伏水泵工作或對照明用蓄電池充電；若出現多云、雷雨等天氣，系統能根據檢測的數據停止光伏水泵的工作，當光照滿足光伏水泵的工作要求時，系統能自動恢復運行狀態。
4、系統具有雷擊保護等功能，當已出現的過電壓、欠電壓、過電流、過負載、過熱、水箱滿水、水泵缺水等故障解除后，系統通過自診斷后能自動恢復工作狀態。
5、可以配合水位開關及水塔來進行儲水，提高用水效率。
三、HD300光伏水泵變頻器
1、接線圖
 
主回路接線圖
 
HD300光伏專用變頻器接線圖
2、HD300光伏變頻器技術規格
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光伏水泵性能
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電壓等級
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220V
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380V
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最大輸入直流電壓
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410V
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800V
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推薦MPPT電壓范圍
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270～400VDC
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350～750VDC
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推薦輸入電壓
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310V
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513V
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額定輸出電壓
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三相220VAC
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三相380VAC
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MPPT效率
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99.9%
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電源輸入通道
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2
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輸出頻率范圍
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0-300Hz
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最大效率
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97%
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專用功能
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最大功率點追蹤、光弱自動休眠、光強自動喚醒、滿水位休眠、低水位喚醒、欠載報警、水位傳感器故障檢測
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3、HD300光伏水泵專用變頻器特點
（1）內置MPPT系統，智能追蹤最大功率點，響應快， 穩定性高，效率高。
（2）光照不足時，結合外圍器件能夠實現與市電自動切換，保證系統可靠性；
（3）寬電壓適應范圍，更好適應戶外環境；
（4）核心元件采用一線品牌核心元器件，如IGBT使用了德國英飛凌（Infineon）、電容用日本愛普科斯 (EPCOS)，產品更加可靠耐用。
四、七喜HD300系列光伏水泵專用變頻器在國外的應用
甲國盛產水稻，畜牧業較發達，但甲國面臨著嚴重的灌溉用水短缺問題，諸如降雨分布不均，干旱反復出現，而且灌溉用電與柴油資源尤為緊缺。但得天獨厚的地理條件賦予了甲國豐富的太陽能資源，隨著光伏組件的成本降低，甲國農業光伏灌溉趨勢明顯，利用太陽能清潔能源的步伐正在進一步加快。廣州七喜智能設備有限公司的HD300系列光伏水泵專用變頻器推出后，很快在甲國得到了應用。在大規模使用前，甲國客戶先對七喜HD300變頻器進行了連續7天的嚴格測試。在這7天，七喜變頻器經受住了嚴格考驗，一直穩定可靠地工作著，獲得客戶的贊賞，繼而大批量地應用于甲國。
五、總結
光伏水泵系統利用太陽的持久能源，日出而作、日入而息，無需人員看管、無需化石能源、獨立運行、也可根據需求配合電網使用，安全可靠。在無需任何外來能源的情況下可以機動靈活應用于農田灌溉、人畜飲水、庭院發展、園區美化、構造彩色噴泉、養殖業增氧、海濱鹽場供排水等，有效解決耕地灌溉問題，提高產量，節水節能，大幅降低傳統能源、電力的投入。具有壽命長、功耗低、噪音小、調速平衡、運行穩定、無干擾等優點。
因此光伏水泵系統成為利用清潔能源替代化石能源的最有效方式，成為全球“糧食問題”、“能源問題”綜合解決方案中新能源、新技術重要產品。
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